玉米秸秆还田对大麻苗期性状及麻皮产量的影响

高金虎，康红梅，赵铭森，孔佳茜，孟晓康，冯旭平，吴昌娟

（山西省农业科学院经济作物研究所，太原030000）

玉米秸秆还田对大麻苗期性状及麻皮产量的影响

高金虎，康红梅*，赵铭森，孔佳茜，孟晓康，冯旭平，吴昌娟

（山西省农业科学院经济作物研究所，太原030000）

为探明玉米秸秆还田对大麻生长发育及麻皮产量的影响，于2015～2016年通过大田试验，设3个秸秆还田量水平，2个施氮量水平，重点对大麻田杂草藜密度和干物质量、大麻株高、茎粗、干茎重、麻皮产量进行了研究。结果表明，秸秆还田可减少大麻苗期杂草藜的密度与干物质量，显著提高大麻株高、干茎重及麻皮产量。实际生产中，建议玉米秸秆半量还田（4500 kg／hm2）配施纯氮（229.2 kg／hm2），可获得较好效果。

大麻；秸秆还田；大麻产量

大麻（Cannabis Sativa L.）因环境适应能力强、功能和用途多而被广泛种植。大麻纤维是优良的纺织原料，被誉为“天然纤维之王”。我国是世界三大大麻种植区之一［1］，根据国家统计局公布数据显示，近几年我国大麻种植面积不断扩大，产业化进程明显加快。

大麻生长迅速，株型高大，需肥水较多［2］。大麻常见伴生杂草藜（Chenopodium album）分布普遍，对大麻生长危害较大。在北方雨热同季的区域，大麻苗期藜的生长十分旺盛，与麻苗互争营养，影响大麻正常生长发育［3］。

农作物秸秆含有丰富的有机碳和大量的N、P、K、Si等矿质营养元素［4－5］，实施秸秆还田既能充分利用废弃秸秆，又能培肥土壤［6］。玉米秸秆由于C／N较高，直接还田后难以分解，需配施氮肥，以加速秸秆腐解过程。秸秆还田配施氮肥可以提高土壤有机质积累、改善土壤结构、减缓地力衰竭［7－8］、提高作物产量［3－5］、改善籽粒营养品质［9］。近年来，随着国家大力倡导与政策扶持以及农民对秸秆还田认识的加深，农作物秸秆还田规模越来越大。

赵铭森［10］、宋宪友［3］等针对大麻田杂草，采用传统化学防除方法取得了较好效果，但存在潜在的环境风险，也与国家提倡的“绿色植保”理念不相适应，因此，探索秸秆还田等方式实施绿色防控是发展现代农业的必然要求。目前，秸秆还田增产效应的研究主要围绕水稻、玉米、小麦等粮食作物，对麻类纤维作物效应则鲜有报道。本试验拟研究玉米秸秆还田与氮肥配施对大麻苗期性状及麻皮产量的影响，以期扩展秸秆还田研究领域，为大麻推广种植及产业发展提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2015～2016年在山西省农业科学院经作所试验田（山西省汾阳市，37°15′N，111°44′E，海拔474.7 m）进行。地属温带季风气候，年平均降水467.2 mm，降水量年际变化较大，年内分配不均，大部分集中在6～9月份的汛期，而春秋两季降水偏少。年平均气温12.6℃，多年平均日照为2601.3 h，无霜期179 d。2016年大麻生育期内降水为495.5 mm，属降水偏多年型。该试验田土壤为粉沙质壤土，呈碱性，全N含量1.33 g／kg，有效P含量54.7 mg／kg，速效K含量176 mg／kg，有机质含量 18.9 g／kg，pH 8.23。

1.2 试验设计

1.2.1 裂区设计

主区为施氮量 N1（114.6 kg／hm2）和 N2（229.2 kg／hm2），副区为 3个玉米秸秆还田量（不还田，半量还田，全量还田），分别为 0（C0）、4500 kg／hm2（C1）、9000 kg／hm2（C2）。各处理组合为C0N1（对照）、C1N1、C2N1、C0N2、C1N2、C2N2，每小区长6m，宽4.8m，面积28.8m2，3次重复，共18个小区。试验区面积518.4 m2。

1.2.2 施肥情况

N1：分两次共施入 N 114.6 kg／hm2，其中：种肥施复合肥 300 kg／hm2（N 15%，P2O515%，K2O 15%），N含量 45 kg／hm2；追肥施尿素 150 kg／hm2（N 46.4%），N含量 69.6 kg／hm2。

N2：分三次共施入 N 229.2 kg／hm2，秋还田时施入 N 114.6 kg／hm2（尿素247 kg／hm2），种肥施复合肥300 kg／hm2（N 15%，P2O515%，K2O 15%），追肥施尿素150 kg／hm2（N 46.4%）。其它管理正常。

试验于2015年10月22日秸秆深耕还田，2016年4月24日播种，8月10日收获。种植密度为45万株／hm2。株距：13 cm，行距：35 cm。供试品种为本课题组选育的“晋麻1号”。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 杂草调查

小区杂草调查于大麻苗期（2016年5月20日）进行。每小区按对角线5点取样法设5个样方，每样方面积0.25 m2，计数各样方内的杂草数量，并称量地上部干重（烘箱内105℃杀青30 min后，80℃烘干至恒重）。杂草密度为每平米的杂草株数。

1.3.2 株高、茎粗测定

参照《大麻种质资源描述规范和数据标准》，分别用卷尺和数显游标卡尺测定各小区代表性的10株，3次重复。

1.3.3 干茎重测定

工艺成熟期各小区随机选10株，剪去枝叶晒干后称重，3次重复。

1.3.4 麻皮产量

于工艺成熟期（2016年8月10日），人工收割每小区中间的6行（每小区共14行），用本课题组设计的反拉式剥麻机现场剥麻，晒干后称重，折算单产。

1.4 数据处理与分析

用Excel编辑汇总数据，SPSS 22进行方差分析及多重比较（Duncan法，显著水平0.05）。

2 结果与分析

2.1 各处理对苗期杂草藜的影响

苗期杂草以藜数量最多，长势最旺盛，危害最大。图1表明，C0N1藜的干物质量最大，为219.2 g／m2，其次为 C0N2，为 209.73 g／m2，C2N2最小，为191.13 g／m2。在 N1和 N2水平，藜干物质量均表现为C0＞C1＞C2，C1N1和C2N1分别比C0N1减少3.41%、9.18%，C1N2和C2N2分别比C0N2减少3.02%、8.87%，比C0N1减少7.21%、12.8%。在相同的还田量水平下，藜干物质量表现出N1＞N2。藜密度在N1和N2水平均与干物质量表现类似，为C0＞C1＞C2，在相同还田量水平，则表现出N1＜N2。C2N1、C1N1分别比C0N1小25%、9.37%，C2N2、C1N2分别比C0N2小24.25%、12.11%，比C0N1小21.89%、9.37%。以上分析表明秸秆还田可使大麻田藜的密度与干物质量减小，且二者随着还田量的增加而减小。

图1 不同处理藜干物质量和密度Fig.1 Dry biomass and density of C.album under different treatments

2.2 各处理对大麻株高、茎粗的影响

由表1可知，大麻苗期株高在N1和N2水平，均表现为C0＜C1＜C2，在相同还田量水平下表现为N1＜N2。各处理以C2N2值最大，比最小的C0N1高18.43%。方差分析表明副区、主区间、C因素和N因素交互作用都达显著水平（p＜0.05），影响次序为C因素＞N因素＞C因素×N因素。通过对各处理多重比较得出C0N1显著低于其它5个处理。

工艺成熟期株高在C0、C1、C2水平都表现为N1＜N2。与苗期不同的是，工艺成熟期株高在N1和N2水平都表现为C0＜C2＜C1。C2N2和C1N2处理显著大于C0N2、C2N1和C0N1处理，C1N1处理显著大于C0N1处理。

大麻苗期茎粗总体趋势与株高类似，以 C2N2数值最大，其次为 C1N2，分别比 C0N1大18.03%、14.75%。工艺成熟期茎粗在N1和N2水平下都呈现出C0＜C2＜C1，相同还田量水平下为N1＜N2。C1N2处理数值最大，其次为C1N1，分别比C0N1大10.36%和7.93%。

2.3 各处理对大麻干茎重的影响

由图2可知，在N1和N2水平，干茎重总体呈现出C0＜C2＜C1的趋势。在相同的还田量水平下，表现为 N1＜N2。C2N2、C1N2、C0N2、C2N1、C1N1、C0N1干茎重数值分别为 31000.00、32916.67、28916.67、30600.00、32108.33、25916.67 kg／hm2。C1N2数值最高，其次为 C1N1，再次为C2N2，分别比C0N1高27%、23.89%、19.61%。方差分析表明处理间差异达显著水平，说明玉米秸秆还田配施氮肥能显著提高大麻干茎重。

表1 不同处理大麻株高、茎粗变化情况Tab.1 Changes of plant height and stem diameter under different treatments

图2 不同处理大麻干茎重Fig.2 Dry weight of hemp under different treatments

2.4 各处理对麻皮产量的影响

从图3可以看出，大麻麻皮产量与干茎重表现类似，在N1和N2水平，麻皮产量总体呈现出C0＜C2＜C1的趋势，在相同的还田量水平下，表现为N1＜N2。麻皮产量以C1N2处理最高，为2833.33 kg／hm2，其次为 C1N1处理，为2425.00 kg／hm2，再次为 C2N2处理，为2408.33 kg／hm2，分别比最低的C0N1处理（2075 kg／hm2）高36.55%、16.87%、16.06%，处理间差异达显著水平。方差分析表明副区、主区间、C因素和N因素交互作用都达显著水平（p＜0.05），影响次序为C因素＞N因素＞C因素×N因素。说明玉米秸秆还田配施氮肥能显著提高大麻麻皮产量。

图3 不同处理麻皮产量Fig.3 Bast yield of hemp under different treatments

2.5 大麻产量相关性状的相关性分析

由表2可见，大麻麻皮产量与工艺成熟期株高和干茎重相关性均达显著水平，与茎粗达极显著水平；茎粗与株高和干茎重显著相关；株高和干茎重相关性未达显著水平。这说明麻皮产量的提高是因为秸秆与N肥施用提高了大麻株高、茎粗和干茎重。在秸秆与N肥配施条件下，茎粗增大对干茎重的增加起主要作用。

表2 大麻产量相关性状的相关性分析Tab.2 Correlation analysis between traits of hemp yield

3 讨论

黄爱军［11］、李贵［12］等研究结果表明，秸秆还田可控制包括杂草在内有害生物的发生、发育，减少化学除草剂的使用。本研究表明，玉米秸秆还田可使大麻田藜的密度与干物质量减小，且二者随着还田量的增加而减小。在秸秆还田条件下加施N（N2），藜的密度大，干物质量却比常规施N（N1）小，说明秸秆还田加施N肥能在一定程度上抑制藜的长势。这与前述二人研究结果基本一致。但也有研究［13］表明秸秆还田为杂草滋生创造了条件，这可能与还田作物、耕作方式、下茬作物不同有关。本试验仅对大麻田危害最严重的藜的干物质量及密度作了初步研究，对大麻田杂草总密度、多样性指数等指标，以及秸秆还田抑制杂草生长具体原因等方面仍需做进一步研究，才能全面反映秸秆还田除草效应。

赵亚丽［14］、陈金［15］等研究结果表明，秸秆还田能显著促进作物的生长发育，提高产量。但也有无明显效果或不利于生长导致减产的报道［16－17］。本试验结果表明，玉米秸秆还田对大麻的生长有积极作用，能显著提高麻皮产量，加施N肥，麻皮产量更高。相关分析表明，大麻麻皮产量与工艺成熟期株高、茎粗、干茎重的相关系数分别为0.89*、0.93**、0.82*，这说明麻皮产量的提高是因为秸秆与N肥施用提高了大麻株高、茎粗、干茎重。株高、茎粗在苗期和工艺成熟期表现不同，N1和N2水平，苗期均表现为C0＜C1＜C2，工艺成熟期表现为C0＜C2＜C1。这可能与不同时期杂草长势有关，追肥后大麻进入旺长期，田间郁闭，杂草对大麻生长几乎不构成威胁，也可能与追肥后耕层土壤养分状况有关。秸秆腐解过程较慢，追施N肥，能加快腐解进程，释放钾素，改善耕层土壤营养状况［18－19］，为大麻生长创造较好的条件［20］。半量还田效果最好，全量还田秸秆腐解消耗土壤N素较多，对大麻生长造成消极影响，降低了产量。

4 结论

（1）玉米秸秆还田与N肥配施可减少大麻苗期杂草藜的密度与干物质量，能在一定程度上抑制藜的长势。

（2）玉米秸秆还田能显著提高大麻麻皮产量，秋还田加施N肥产量更高。实际生产中，建议玉米秸秆半量还田（4500 kg／hm2）配施 N肥（229.2 kg／hm2），可获得最高麻皮产量。

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Effects of Corn Straw Incorporation on Growth and Bast Yield of Hemp

GAO Jinhu，KANG Hongmei*，ZHAO Mingsen，KONG Jiaqian，MENG Xiaokang，FENG Xuping，WU Changjuan
（Institute of Industrial Crops，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030000，China）

A field experimentwhich was set up 3 levels of straw application rate plus 2 levels of nitrogen fertilizer was conducted to study the effects of corn straw incorporation growth and bast yield of hemp from 2015 to 2016.The results showed that straw returning resulted in the decrease of dry matter accumulation and density of goosefoot and the increase of plant height，dry stem weight and bast yield of hemp.To achieve the best effect of growth and bast yield of hemp，Corn－residue application treatment of 4500 kg／hm2plus pure nitrogen fertilizer of 229.2 kg／hm2would be appropriate.

hemp；straw incorporation；hemp yield

S563.3

A

1671－3532（2017）05－0245－06

2017－03－08

国家麻类产业技术体系项目（CARS－19）；山西省面上青年基金项目（201701D221202）

高金虎（1982－）男，研究实习员，主要从事大麻育种及栽培研究。E－mail：gaojinhu888＠126.com

*通讯作者：康红梅（1968－）女，副研究员，主要从事大麻新品种选育及示范研究。E－mail：kanghongmei2＠126.com